本文關(guān)鍵詞：采用壓電片作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的柔性板結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：航空、航天設(shè)備中的柔性結(jié)構(gòu)通常具有剛度低、跨度大以及柔度高等特點(diǎn),易受到外部激勵(lì)擾動(dòng)產(chǎn)生不易衰減的大幅振動(dòng),智能結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)響應(yīng)主動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展為振動(dòng)控制問題提供了新的解決方案。本文設(shè)計(jì)了一種前饋-反饋混合控制方法,利用壓電陶瓷片對(duì)柔性板結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)主動(dòng)控制。首先分析了壓電材料的機(jī)-電耦合關(guān)系,并采用4節(jié)點(diǎn)矩形薄板單元,基于Hamilton原理建立了柔性板和壓電片耦合結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)有限元模型;之后根據(jù)能量準(zhǔn)則采用粒子群算法對(duì)壓電作動(dòng)器、傳感器的位置進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)柔性板前幾階模態(tài)固有振型進(jìn)行了應(yīng)變分析,討論了壓電片優(yōu)化結(jié)果對(duì)柔性板振動(dòng)控制和觀測(cè)的意義;之后結(jié)合線性二次高斯(LQG)反饋控制與自適應(yīng)前饋控制建立了前饋-反饋混合控制系統(tǒng);最后利用Simulink軟件對(duì)降階后的模型進(jìn)行仿真,分別針對(duì)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)激勵(lì)兩種振動(dòng)環(huán)境對(duì)比了前饋控制、反饋控制以及前饋-反饋混合控制方法的控制效果,分析了混合控制方法的優(yōu)勢(shì)以及前饋、反饋控制在混合控制中所起到的作用。
【關(guān)鍵詞】：柔性板 位置優(yōu)化 粒子群優(yōu)化算法 結(jié)構(gòu)響應(yīng)主動(dòng)控制 混合控制
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB535;V214
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 引言12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1. 壓電材料研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2. 壓電智能結(jié)構(gòu)建模分析研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3. 壓電元件配置方法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4. 主動(dòng)控制方法研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 壓電材料特性19-24
• 2.1 引言19-20
• 2.2 壓電陶瓷的性質(zhì)20-23
• 2.2.1 壓電陶瓷的力學(xué)性質(zhì)20
• 2.2.2 壓電陶瓷的介電性20-21
• 2.2.3 壓電陶瓷的壓電效應(yīng)21-22
• 2.2.4 壓電陶瓷的壓電方程22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 壓電片與柔性板的耦合動(dòng)力學(xué)建模24-37
• 3.1 引言24-25
• 3.2 智能柔性板結(jié)構(gòu)單元分析25-32
• 3.2.1. 單元應(yīng)變場(chǎng)25-27
• 3.2.2. 壓電單元分析27-28
• 3.2.3. 機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)方程28-32
• 3.3 整體結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程32
• 3.4 數(shù)值分析與驗(yàn)證32-35
• 3.5 控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型35-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第四章 壓電片在柔性板上的配置優(yōu)化37-49
• 4.1 引言37
• 4.2 壓電片配置優(yōu)化準(zhǔn)則37-38
• 4.3 粒子群優(yōu)化算法38-41
• 4.3.1. PSO算法原理38-40
• 4.3.2. PSO算法參數(shù)40-41
• 4.3.3. PSO算法步驟41
• 4.4 數(shù)值分析41-46
• 4.4.1. 柔性板模態(tài)應(yīng)變分析41-46
• 4.4.2. 壓電片配置優(yōu)化計(jì)算46
• 4.5 壓電元件布置對(duì)柔性板動(dòng)特性的影響46-48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 第五章 智能柔性板混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-56
• 5.1 引言49
• 5.2 混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-54
• 5.2.1. 反饋控制方案設(shè)計(jì)49-53
• 5.2.2. 前饋控制方案設(shè)計(jì)53-54
• 5.3 前饋、反饋獨(dú)立控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 仿真結(jié)果分析56-75
• 6.1 引言56
• 6.2 主動(dòng)控制仿真56-68
• 6.2.1. 脈沖激勵(lì)主動(dòng)控制仿真56-60
• 6.2.2. 穩(wěn)態(tài)激勵(lì)主動(dòng)控制仿真60-68
• 6.3 壓電片優(yōu)化效果仿真68-74
• 6.3.1. 脈沖激勵(lì)主動(dòng)控制仿真68-70
• 6.3.2. 穩(wěn)態(tài)激勵(lì)主動(dòng)控制仿真70-74
• 6.4 本章小結(jié)74-75
• 第七章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 全文總結(jié)75-76
• 7.2 研究展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 致謝80-81
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：采用壓電片作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的柔性板結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：442689